KR100299500B1 - Device for changing probe card - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A probe card changing device is provided to easily and quickly change a card by automatically and completely exposing the probe card from a prober in changing the probe card. CONSTITUTION: A X-axis robot(12) get moved to the X-axis direction. A Y-axis robot(14) get moved to the Y-axis direction and lies at right angles to the X-axis robot(12). A unit(16) is able to put a wafer(18) on the X-axis robot(12) and to fix the wafer(18). A robot arm(30) transfers a probe card(20) which is on the robot arm(30). A horizontal driving unit(40) is able to move the robot arm(30) to the X-axis direction or to the Y-axis direction. A vertical driving unit(50) is able to move the robot arm(30) to a Z-axis direction. The horizontal driving unit(40) comprises of a circulating shaft which is connected to the robot arm(30), a roller which is able to circulate the circulating shaft and a going and returning unit which makes the load fixed on the roller move to the Y-axis direction.

Description

프로브 카드의 교환 장치Probe card changer

본 발명은 프로브 카드의 교환 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 웨이퍼의 전기적 상태를 검사할 때 프로브 카드를 자동으로 쉽게 교환하기 위한 프로브 카드의 교환 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a replacement device for a probe card, and more particularly, to a replacement device for a probe card for automatically and easily replacing the probe card when inspecting an electrical state of a semiconductor wafer.

일반적으로 반도체 웨이퍼(Wafer)의 전 제조 공정이 끝난 뒤에는 웨이퍼 상태로 각 칩의 기능이 양호한지 불량한지 여부를 전기적인 규격에 따라 선별하는 웨이퍼 소팅(Wafer Sorting)을 하게 된다.In general, after the entire manufacturing process of the semiconductor wafer (Wafer) is finished, wafer sorting is performed to sort according to an electrical standard whether the function of each chip is good or poor in a wafer state.

이러한 웨이퍼 소팅을 할 경우 테스터(Tester) 장비에 프로브 카드(Probe Card)를 접속하여 웨이퍼 상에서 하나의 다이(Die)를 각 각 프로빙하는 검사를 해 오고 있으며, 도 1 에서는 일반적인 프로브 카드 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타내고 있다.In the case of such a wafer sorting, a probe card is connected to a tester device to test one die on the wafer, and in FIG. 1, a general probe card inspection apparatus is constructed. Is shown schematically.

도 1 에서 보면, 테스터 장비(1)에 검사 헤드(2) 및 프로버 본체(7)가 전기적으로 접속되고, 상기 검사 헤드(2)는 프로브 핀(4a)이 돌출된 프로브 카드(4)를 모듈(3) 상에 수납하도록 되어 있음과 동시에 프로버 본체(7)로부터 상, 하로 회동 가능하게 되어 있다. 그리고 프로버 본체(7) 내에는 웨이퍼(5)를 올려놓을 수 있는 척(6)이 구비되어 있다.1, the test head 2 and the prober body 7 are electrically connected to the tester equipment 1, and the test head 2 is connected to the probe card 4 with the probe pin 4a protruding therefrom. It is accommodated on the module 3 and can be rotated up and down from the prober main body 7. In the prober main body 7, a chuck 6 on which the wafer 5 can be placed is provided.

이와 같은 웨이퍼(5) 상의 패드(도시 생략)에 프로브 카드(4)의 프로브 핀(4a)이 접촉함으로써 양, 불량을 테스트할 수 있다.The probe pin 4a of the probe card 4 comes into contact with the pad (not shown) on the wafer 5 as described above, so that the quantity and the defect can be tested.

이 때, 웨이퍼(5)가 점점 대형화됨에 따라 이에 적합한 검사를 수행할 수 있도록 규격에 맞는 프로브 카드(4)를 여러 차례 교체해야 한다.At this time, as the wafer 5 becomes larger in size, it is necessary to replace the probe card 4 conforming to the standard several times so that a suitable inspection can be performed.

그러나, 종래에는 상기 프로브 카드(4)를 수동으로 교환함으로써 상당히 불편할 뿐만 아니라 검사 시간이 많이 소요되는 등 작업 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.However, in the related art, by manually replacing the probe card 4, there is a problem in that work efficiency is inferior as well as it is very inconvenient and takes a lot of inspection time.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 예를 들면, 척(6) 자체에 프로브 카드 교환 장치를 설치하거나, 이 장치를 외부에 별도로 구비하여 자동으로 작업을 수행케 하는 등 여러 방안이 제안되어 있으나, 이 또한 수동 교환 작업의 곤란성을 어느 정도는 극복할 수 있지만 교환할 프로브 카드를 테스터 헤드에 탈, 장착하기가 용이하지 못할 뿐만 아니라 구조의 복잡화에 따른 경제성이 떨어지는 다른 문제점도 있다.In order to solve this problem, for example, various methods have been proposed, such as installing a probe card exchanger on the chuck 6 itself, or having the device externally to automatically perform work. Although the difficulty of the manual exchange operation can be overcome to some extent, it is not easy to remove and mount the probe card to be replaced on the tester head, and there is another problem that the economy is poor due to the complexity of the structure.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 프로브 카드를 교환할 때 프로버 본체 밖으로 완전히 노출될 수 있도록 자동으로 작동케 함으로써 프로브 카드를 더욱 쉽고도 신속하게 교체할 수 있는 프로브 카드의 교환 장치를 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention was created to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to easily and quickly replace the probe card by automatically operating so that it can be completely exposed out of the prober body when the probe card is replaced. The present invention provides a replacement device for a probe card.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로브 카드의 교환 장치는, X, Y 방향으로 움직일 수 있도록 직교하는 X, Y 축 로봇과, 상기 X 축 로봇 상에 웨이퍼를 올려놓고 고정시킬 수 있도록 설치되는 척과, 프로브 카드를 올려놓고 이송시킬 수 있는 로봇 암과, 상기 로봇 암을 X 방향이나 Y 방향으로 회동시킬 수 있게 하는 수평 회동 수단과, 상기 로봇 암을 Z 방향으로 이송시킬 수 있게 하는 수직 이송 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The exchange device of the probe card according to the present invention for achieving the above object, the X, Y axis robot orthogonal to move in the X, Y direction, and installed so that the wafer can be mounted and fixed on the X axis robot A chuck, a robot arm capable of placing and transporting the probe card, horizontal rotation means for rotating the robot arm in the X direction or the Y direction, and a vertical conveyance for allowing the robot arm to be transferred in the Z direction It comprises a means.

도 1 은 일반적인 프로브 카드 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view schematically showing the configuration of a general probe card inspection apparatus.

도 2 는 본 발명에 따른 프로브 카드의 교환 장치를 개략적으로 나타낸 사시도.2 is a perspective view schematically showing an exchange device of a probe card according to the present invention;

도 3 은 도 2 의 평면 구조를 개략적으로 나타낸 도면.3 is a schematic view of the planar structure of FIG.

도 4 는 도 2 의 수직 단면 구조를 개략적으로 나타낸 도면.4 is a schematic cross-sectional view of the vertical cross-sectional structure of FIG.

도 5 는 도 2 에 도시된 로봇 암의 회동 원리를 나타낸 도면.5 is a view showing a principle of rotation of the robot arm shown in FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

12 : X 축 로봇, 14 : Y 축 로봇,12: X axis robot, 14: Y axis robot,

16 : 척, 18 : 웨이퍼,16: chuck, 18: wafer,

20 : 프로브 카드, 30 : 로봇 암,20: probe card, 30: robot arm,

34 : 절개홈, 40 : 수평 회동 수단,34: incision groove, 40: horizontal rotation means,

42 : 회전축, 44 : 수평 실린더 부재,42: axis of rotation, 44: horizontal cylinder member,

45, 53 : 로드, 46 : 로울러,45, 53: rod, 46: roller,

47 : 장공, 50 : 수직 이송 수단,47: long hole, 50: vertical conveying means,

52 : 수직 실린더 부재, 54, 55 : 가이드 부재.52: vertical cylinder member, 54, 55: guide member.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명에 따른 프로브 카드의 교환 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 3 은 도 2 의 평면 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4 는 도 2 의 수직 단면 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a perspective view schematically showing an exchange apparatus of a probe card according to the present invention. 3 is a diagram schematically illustrating the planar structure of FIG. 2, and FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the vertical cross-sectional structure of FIG. 2.

상기 도면에서, 도시되지 않은 프로버 본체 내에는 그 최하부에 Y 방향으로 움직일 수 있는 직교 좌표계의 Y 축 로봇(14)이 설치되고, 상기 Y 축 로봇(14) 위에는 X 방향으로 움직일 수 있는 X 축 로봇(12)이 상호 직교하도록 결합된다.In the figure, a Y axis robot 14 of a Cartesian coordinate system which is movable in the Y direction is installed in the lower part of the prober body, which is not shown, and an X axis which is movable in the X direction on the Y axis robot 14. The robots 12 are coupled to be orthogonal to each other.

상기 X 축 로봇(12) 상에는 웨이퍼(18)를 올려놓고 고정시킬 수 있는 척(16)이 슬라이더(15) 상에 결합된다. 물론, 상기 척(16)은 슬라이더(15) 상에서 상, 하 방향(Z)으로도 움직일 수 있다.On the X-axis robot 12, a chuck 16 capable of mounting and fixing the wafer 18 is coupled on the slider 15. Of course, the chuck 16 may also move in the up and down directions Z on the slider 15.

그리고, 상기 X 축 로봇(12)의 일측에는 프로브 카드(20)를 올려놓고 이송시킬 수 있는 로봇 암(30)이 본 발명 교환 장치의 본체(11) 상단에 결합된다.And, the robot arm 30 that can be transported on the one side of the X-axis robot 12 is coupled to the upper end of the main body 11 of the exchange device of the present invention.

여기서, 상기 로봇 암(30)의 상단에 돌출되는 고정핀(32)에 주로 Al 재질로 이루어진 삽입 링(22)을 결합되고, 이 링(22) 위에 상기 프로브 카드(20)가 얹혀지게 된다.Here, the insertion ring 22 mainly made of Al is coupled to the fixing pin 32 protruding from the upper end of the robot arm 30, and the probe card 20 is placed on the ring 22.

더욱이, 상기 로봇 암(30)의 선단 중앙이 절개홈(34)을 갖게 되면, 척(16)의 이동시 서로 간섭되지 않아서 매우 바람직하다.Moreover, if the center of the tip of the robot arm 30 has the incision groove 34, it is very preferable not to interfere with each other during the movement of the chuck 16.

부호 40 은 수평 회동 수단을 나타낸 것으로서, 이는 로봇 암(30)을 X 방향이나 Y 방향으로 회동시킬 수 있게 하는 것이다.Reference numeral 40 denotes a horizontal rotation means, which allows the robot arm 30 to rotate in the X direction or the Y direction.

즉, 상기 수평 회동 수단(40)은 상기 본체(11) 내에서 로봇 암(30)의 후단 모서리에 Z 축 하향으로 결합되는 회전축(42)과, 상기 회전축(42)을 회동시킬 수 있도록 결합되는 로울러(46)와, 상기 로울러(46)와 결합된 로드(45)를 Y 축 방향으로 왕복 작동시키는 수평 실린더 부재(44)를 포함한다.That is, the horizontal rotating means 40 is coupled to the rotary shaft 42 which is coupled to the rear end of the robot arm 30 downward Z-axis in the main body 11, so as to rotate the rotary shaft 42. The roller 46 and the horizontal cylinder member 44 for reciprocating the rod 45 coupled to the roller 46 in the Y-axis direction.

여기서, 상기 로울러(46)는 수평 실린더 부재(44)의 작동에 따라, 도 6 에서 나타낸 바와 같이, 로드(45)의 전, 후진과 연동하여 회전축(42)을 중심으로 장공(47) 내에서 회동하도록 되어 있다. 이러한 원리로 로봇 암(30)이 회동하게 된다.Here, the roller 46 is in the long hole 47 around the rotating shaft 42 in conjunction with the forward and backward of the rod 45, as shown in Figure 6, in accordance with the operation of the horizontal cylinder member 44 It is supposed to rotate. On this principle, the robot arm 30 is rotated.

부호 50 은 수직 이송 수단을 나타낸 것으로서, 이는 로봇 암(30)을 Z 방향으로 이송시킬 수 있게 하는 수단이다.Reference numeral 50 denotes a vertical conveying means, which means to enable the robot arm 30 to be conveyed in the Z direction.

즉, 상기 수직 이송 수단(50)은 로봇 암(30)의 하단면에 결합된 로드(53)를 Z 축 방향으로 왕복 작동시키는 실린더 부재(52)와, 상기 로봇 암(30)의 이송을 안내하는 한 쌍의 가이드 부재(54)(55)를 포함한다. 여기서 상기 로봇 암(30)은 가이드 블록(56)에 결합된 상태로 가이드 부재(54)(55) 상에서 상, 하로 이송하게 된다.That is, the vertical transfer means 50 guides the transfer of the cylinder member 52 and the robot arm 30 to reciprocate the rod 53 coupled to the bottom surface of the robot arm 30 in the Z-axis direction. And a pair of guide members 54 and 55. The robot arm 30 is moved up and down on the guide members 54 and 55 in a state of being coupled to the guide block 56.

이와 같이 구비된 본 발명에 따른 프로브 카드의 교환 장치에서, 프로브 카드(20)를 교체하기 위해서는 Y 축 로봇(14)이 중앙으로 이동하여 도시되지 않은 프로브 카드 수납 장치에 위치하고, 로봇 암(30)이 상향으로 이동하여 프로브 카드 수납 장치로부터 프로브 카드(20)를 받아 온다.In the exchange apparatus of the probe card according to the present invention provided as described above, in order to replace the probe card 20, the Y-axis robot 14 moves to the center and is located in a probe card receiving device (not shown), and the robot arm 30 It moves upward and receives the probe card 20 from a probe card storage device.

이 후, 로봇 암(30)이 어느 정도 하향 이동 한 뒤에는 Y 축 로봇(14)이 전면으로 나와 이미 열려진 전면 덮개(도시 생략) 앞에 위치한다.Thereafter, after the robot arm 30 is moved downward to some extent, the Y-axis robot 14 comes out to the front and is located in front of an already opened front cover (not shown).

상기 로봇 암(30)이 회전축(42)을 중심으로 90°회전하여 프로브 카드(20) 및 로봇 암(30)이 프로버 본체(도시 생략)로 노출되면, 작업자는 노출된 프로브 카드(20)를 교체하면 된다.When the robot arm 30 is rotated 90 ° about the rotation axis 42 to expose the probe card 20 and the robot arm 30 to the prober body (not shown), the operator may expose the probe card 20. Just replace.

이 후에는 새로운 규격의 프로브 카드(20)를 로봇 암(30)에 로딩시켜 전술한 반대 방향으로 프로브 카드 수납 장치에 언로딩시키게 된다.Thereafter, a new standard probe card 20 is loaded onto the robot arm 30 and unloaded into the probe card receiving device in the opposite direction as described above.

상술한 본 발명에 의하면, 프로브 카드의 교환시 프로버 본체 밖으로 프로브 카드를 자동으로 완전히 노출시킬 수 있으므로 카드를 더욱 용이하고도 신속하게 교체할 수 있다.According to the present invention described above, when the probe card is replaced, the probe card can be completely exposed out of the probe body, so that the card can be replaced more easily and quickly.

Claims (5)

X, Y 방향으로 움직일 수 있도록 직교하는 X, Y 축 로봇과,X and Y axis robot orthogonal to move in the X, Y direction, 상기 X 축 로봇 상에 웨이퍼를 올려놓고 고정시킬 수 있도록 설치되는 척과,A chuck installed to mount and fix the wafer on the X-axis robot, 프로브 카드를 올려놓고 이송시킬 수 있는 로봇 암과,A robot arm that can be transported with a probe card on it, 상기 로봇 암을 X 방향이나 Y 방향으로 회동시킬 수 있게 하는 수평 회동 수단과,Horizontal rotation means for allowing the robot arm to rotate in the X direction or the Y direction, 상기 로봇 암을 Z 방향으로 이송시킬 수 있게 하는 수직 이송 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 교환 장치.And vertical conveying means for conveying the robot arm in the Z direction. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수평 회동 수단은 로봇 암의 후단 모서리에 Z 축 하향으로 결합되는 회전축과,The horizontal rotation means and the rotation axis coupled to the Z axis downward to the rear edge of the robot arm, 상기 회전축을 회동시킬 수 있도록 결합되는 로울러와,A roller coupled to rotate the rotary shaft; 상기 로울러와 결합된 로드를 Y 축 방향으로 왕복 작동시키는 수평 실린더 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 교환 장치.And a horizontal cylinder member for reciprocating the rod coupled with the roller in the Y axis direction. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 로울러는 실린더 부재의 작동에 따라 장공 내에서 회동되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 교환 장치.And the roller is rotated in the long hole according to the operation of the cylinder member. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수직 이송 수단은 로봇 암의 하단면에 결합된 로드를 Z 축 방향으로 왕복 작동시키는 수직 실린더 부재와,The vertical conveying means is a vertical cylinder member for reciprocating the rod coupled to the lower surface of the robot arm in the Z axis direction, 상기 로봇 암의 이송을 안내하는 복수의 가이드 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 교환 장치.And a plurality of guide members for guiding the transfer of the robot arm. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 로봇 암은 그 선단 중앙에 척의 이동에 따른 간섭을 받지 않도록 절개 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 교환 장치.And the robot arm has a cutout groove at the center of the tip of the robot arm so as not to interfere with the movement of the chuck.
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